МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ МАШИНИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ НЕПЕРЕРВНОЇ ДІЇ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ для виконання лабораторних робіт, самостійного вивчення та виконання індивідуальних завдань з курсу «Механізація вантажно-розвантажувальних, транспортних та складських робіт» для студентів напряму підготовки 6.050502 «Інженерна механіка» ЧАСТИНА 2. СТРІЧКОВИЙ КОНВЕЄР Харків ХДУХТ 2014
22
Embed
МАШИНИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ НЕПЕРЕРВНОЇ ДІЇelib.hduht.edu.ua/bitstream/123456789/68/1/ек.(ро... · 2018-02-28 · Частина 2 « Стрічковий
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ
МАШИНИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ НЕПЕРЕРВНОЇ ДІЇ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для виконання лабораторних робіт, самостійного вивчення
та виконання індивідуальних завдань
з курсу «Механізація вантажно-розвантажувальних,
транспортних та складських робіт»
для студентів напряму підготовки 6.050502 «Інженерна механіка»
ЧАСТИНА 2. СТРІЧКОВИЙ КОНВЕЄР
Харків
ХДУХТ
2014
2
Машини для транспортування неперервної дії : методичні вказівки для виконання лабораторних робіт, самостійного вивчення та виконання індивідуальних завдань з курсу «Механізація вантажно-розвантажувальних, транспортних та складських робіт» у 6 ч. Ч. 2. Стрічковий конвеєр / Михайлов В.М., Шевченко А.О., Бабкіна І.В., Михайлова С.В. − Х.: ХДУХТ, 2014. − 22 с.
Укладачі: Михайлов В.М., Шевченко А.О., Бабкіна І.В., Михайлова С.В. Рецензент: к.т.н., проф. Постнов Г.М. Кафедра процесів, апаратів та автоматизації харчових виробництв Схвалено науково-методичною комісією факультету обладнання та технічного
Вступ Дисципліна Механізація вантажно-розвантажувальних, транспортних та
складських (ВРТС) робіт дає студенту знання, необхідні для підготовки до виробничо-технологічної діяльності, пов’язаною з експлуатацією транспортуючих машин і механізмів, вантажопідйомних машин різних технологічних автоматизованих комплексів харчових виробництв. Курс має на меті практичне застосування студентами отриманих навичок та знань під час фундаментальної підготовки з загальнонаукових та загально-технічних дисциплін, а також рішення інженерних задач пов’язаних з повною комплексною механізацією.
Частина 2 «Стрічковий конвеєр» циклу методичних вказівок «Машини для транспортування неперервної дії» включають лабораторну роботу, завдання для самостійного вивчення та індивідуальні завдання. Метою є надання студентам знань щодо призначення, застосування, конструкції, принципу дії, методики розрахунку стрічкового конвеєру під час комплексної механізації ВРТС робіт на підприємствах харчових виробництв та його раціонального використання для пересування різного типу вантажів.
Методичні вказівки призначені для студентів-механіків ВНЗ харчового профілю та можуть бути використаними під час розгляду питань, пов’язаних з механізацією ВРТС робіт з метою проектування нових високотехнологічних виробництв.
4
Розділ І Лабораторна робота «Стрічковий конвеєр»
1. Мета роботи
1.1. Вивчити призначення та галузі застосування стрічкових конвеєрів. 1.2. Ознайомитись з будовою, принципом дії та засвоїти методику
Стрічкові конвеєри призначені для транспортування сипких, штучних
вантажів та застосовуються у будівництві, сільському господарстві, харчових виробництвах та інших галузях. Їх основними конструктивними елементами є робочий орган у вигляді замкнутої конвеєрної стрічки, яка є вантажонесучим та тягловим елементом, привідний та натяжний барабани, натяжний та завантажувальний пристрої, і рами. За необхідності передбачаються направляючі рамки та відхиляючі барабани для стрічки, розвантажувальні пристрої та пристрої для очищування стрічки. Загальний вигляд стрічкового конвеєра наведено на рис. 1.
Рисунок 1 – Загальний вигляд стрічкового конвеєра:
Для розрахунку слід прийняти швидкість руху стрічки конвеєра υ , задану
згідно індивідуального завдання (див. ч. ІІ даних методичних вказівок). У загальному ж випадку швидкість обирають залежно від типу вантажу, що транспортується за табл. 1.
Таблиця 1. Максимально допустима швидкість стрічки конвеєра
Рулони паперу масою до 200 кг 0,3…0,5 Ящики, бочки з масою більше 50 кг 0,3…0,5
(а' – середній розмір шматків).
Ширина стрічки В для конвеєрів, що транспортують штучні вантажі обирається залежно від габаритних розмірів вантажу. При цьому необхідно, щоб на стрічці з обох боків залишались вільні від вантажу поля не менше 50…100 мм. Для конвеєрів, що транспортують насипні вантажі, ширина стрічки визначається за формулою
, м, (1)
де Q – продуктивність, т/год (див. індивідуальне завдання); С – коефіцієнт продуктивності конвеєра; ρ – густина, т/м3 (див. додаток 1); kу – коефіцієнт, що залежить від кута нахилу конвеєра та рухливості вантажу.
Для визначення коефіцієнту продуктивності С спочатку за додатком 1 встановлюють кут природного відкосу вантажу φ. Згідно заданого кута нахилу бічних роликів α та форми стрічки (див. індивідуальне завдання та рис. 3) за додатком 2 визначають коефіцієнт С.
а) б) в)
Рисунок 3 – Плоска стрічка (а), жолобчата двороликова стрічка (б) та жолобчата стрічка на трироликовій опорі (в)
Для визначення коефіцієнту kу за додатком 1 визначають рухливість
вантажу та приймають значення кута нахилу вантажу β (має бути менший за зазначений у додатку 1). Залежно від цього за додатком 3 обирають значення kу.
Одержане за виразом (1) значення ширини стрічки округлюється до найближчого більшого розміру передбаченого ГОСТ 20-85: 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 3000.
7
Для виконання тягового розрахунку стрічкового конвеєра, необхідно визначити погонні (лінійні) навантаження: - від транспортуючого вантажу:
υ6,3
gQqв
⋅= , Н/м2, (2)
де g = 9,8 – прискорення вільного падіння, м/с2; - від стрічки:
( ) ,1,1 giqс δδδ ′′+′+⋅Β= Н/м, (3) де 1,1 – питома маса гумотканинної стрічки, т/м3; В – ширина стрічки, м; δ – товщина прокладки, мм (δ = 1,5…2,0 мм); і – кількість прокладок (для попереднього розрахунку слід прийняти і = 3); δ′ – товщина робочої обкладки, що залежить від абразивності вантажу, мм (коливається в межах 2…6 мм); δ′′ – товщина неробочої обкладки, мм (δ′′ = 0…3 мм); - від ваги обертових частин роликів:
а) робочої гілки:
gl
Gq
рг
pp
′=′ , Н/м; (4)
б) порожньої гілки:
gl
Gq
пор
pp
′′=′′ , Н/м, (5)
де G′p та G′′p – маса обертових частин роликоопор, відповідно для підтримання робочої та порожньої гілок стрічки, кг (див. додаток 4). При цьому порожня гілка завжди рухається по плоскій роликоопорі; l рг – відстань між роликоопорами на робочій гілці, що залежить від густини транспортуючого вантажу та ширини стрічки (додаток 5 або додаток 6), м; lпор = (2…3)·lрг – відстань між роликами на порожній гілці, м.
Діаметр ролика dр визначають за додатком 4. Далі розраховують опори на ділянках конвеєра та натягу стрічки у
характерних точках тягового контуру (т. 1 – т. 8 на рис. 2). Розрахунок проводиться методом обходу по контуру, починаючи з точки збігання стрічки з привідного барабана.
Приймаємо натяг у т. 1 рівним натягу збігання: S1 = Sзб. Натяг у точці 2:
( ) 11312112 y+=⋅′′′++=+= − SlqqSWSS pс ω , (6)
де W – опір переміщенню стрічки та вантажу на відповідних ділянках; ω′ – коефіцієнт опору руху стрічки, що залежить від запиленості навколишнього середовища та інших умов експлуатації (відповідно до вихідних даних обирається за додатком 7); l3 – довжина ділянки конвеєра, м; у1 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення лівої частини рівняння.
8
Натяг у т. 3: ( ) 2122113223 sincosy ySlqlqqSWSS cpc −=⋅⋅−⋅⋅′′′+++=+= − ββω , (7)
де у2 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення лівої частини рівняння. Натяг у т. 4
( ) 311214334 ySlqqySWSS pc −=⋅′′′++−=+= − ω , (8)
де у3 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення лівої частини рівняння. Натяг у т. 5:
413145 y)y( −=−=⋅= кSSкSкS , (9) де к – коефіцієнт, що враховує опір у стрічці та опорах барабана при обіганні його стрічкою (за умов обігання стрічкою на 140…180º к =1,03…1,05); у4 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення лівої частини рівняння.
Натяг у т. 6: ( ) 513416556 yy −=⋅′′+++−=+= − кSlqqqкSWSS pсв ω , (10)
де у5 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення лівої частини рівняння. Натяг у т. 7:
де у7 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення лівої частини рівняння. За додатком 8 обирають привід конвеєра та відповідну формулу для
визначення тягового зусилля. Наприклад, для однобарабанного приводу з відхиляючим роликом тягове зусилля S8 = Sзб (e
ƒα – 1). Так як S1 = Sзб, то S8 = S1 (e
ƒα – 1). Отже, отримано таку систему рівнянь:
+=−⋅=
718
18
y
)1(
кSS
eSS fa
, (13)
де е – основа натурального логарифму (е ≈ 2,72); f – коефіцієнт тертя стрічки по барабану; α – кут охоплювання барабану, рад.
Підставивши до першого рівняння значення e, f та a отримаємо, що
188 y SS ⋅= (y8 – коефіцієнт, що отримується в результаті рішення різниці 1−fae ). Підставивши до другого рівняння замість 8S вираз 18y S⋅ , отримаємо рівняння
7118 yy +=⋅ кSS . Його рішення надасть можливість визначити натяг у точці S1. Підставивши це значення до правої частини рівнянь (6) – (12) можна визначити натяги у відповідних точках.
Мінімальний натяг стрічки на навантаженій гілці має бути більшим за мінімально допустимий натяг, тобто [ ]minmin SS ≥ . При цьому мінімально допустимий натяг визначається, як [ ] ( ) ргсв lqqS += 5min . У випадку недотримання
цієї умови, необхідно збільшити мінімальний натяг та різницю натягу добавити в кожну характерну точку.
9
Рисунок 4 – Діаграма натягів стрічки
Радіуси перегину стрічки на перехідних кривих обчислюються, як
BR 121 ≥ , м. (14) Для цього радіусу довжина дуги:
1044,0 Rlдуги ⋅= π , м. (15)
Мінімальний радіус перегину стрічки на увігнутій кривій:
cq
SR 6
min2 ≥ , м, (16)
для якого довжина дуги:
min2044,0 Rlдуги ⋅= π , м. (17)
Тягове зусилля:
18 SSWo −= , Н. (18) Потужність електродвигуна:
ηυ⋅⋅
⋅=g
WkN З 102
0 , кВт, (19)
де k3 = 1,1…1,2 – коефіцієнт запасу потужності; η ≈ 0,95 – ККД приводу.
Відповідно до отриманої потужності електродвигун обирають за додатком 9 або додатком 10 й остаточно приймають його параметри: потужність N; частоту
обертання пел.дв.; співвідношення обертових моментів ΗM
M n , nM
M max та маховий
момент GD2. Тип тканини каркасу стрічки обирають за додатком 11. При цьому
перевіряють кількість основних прокладок стрічки i, що має бути у межах 3…8 (для стрічок типу ТА-400, ТК-400, МК-400/120, МЛК-400/120 кількість прокладок може досягати 10):
Β⋅⋅⋅=
p
mSi
δmax01,0
, (20)
де Smax – максимальний натяг стрічки (визначається за рис. 4); т – запас міцності (для стрічок загального призначення m = 8…10, для теплостійких стрічок m = 10…20); pδ – розривна міцність 1 см ширини прокладки, Н/см (див. додаток 11).
ненавантажена гілка
навантажена гілка
10
Якщо отримана кількість прокладок менше або дорівнює допустимій, то залишаємо обраний тип тканини каркасу стрічки.
Діаметр привідного барабана визначається: ( ) iD ⋅= 200...80δ , мм. (21)
Для даної ширини стрічки згідно ГОСТ 22644-77 обирають діаметр барабана Dδ зі стандартного ряду та довжину обичайки Lδ (див. додаток 12).
Прийнятий діаметр привідного барабану перевіряють за допустимим тиском між стрічкою та барабаном:
Dвідх =0,65 Dδ, мм. (23) Значення Dвідх округлюють до цілого. Частота обертання привідного барабана:
δδ π
υD
n⋅
⋅= 60000, хв-1. (24)
Передаточне число редуктора приводу конвеєра:
δn
nu двел
p.= . (25)
Величина обертового моменту на тихохідному валу редуктора:
..
9740
двел
pT n
uNM
⋅⋅⋅=
η, Н·м, (26)
де η – коефіцієнт корисної дії редуктора (η ≈ 0,97). За додатком 13 обирають редуктор, зважаючи на отриманий обертовий
момент на тихохідному валу MТ та передаточне число ир. Подовження стрічки визначають:
- для навантаженої гілки:
к
pн L
SS
SL
210085 +⋅
⋅=∆ ε
, м; (27)
- для порожньої гілки:
к
pпор L
SS
SL
210041 +⋅
⋅=∆ ε
, м, (28)
де ε – відносне подовження стрічки (див. додаток 11); Sр – розривна міцність усієї стрічки, що дорівнює:
gBiS pp ⋅⋅⋅⋅= δ100 , Н; (29)
S5 та S8 – натяги у крайніх точках на навантаженій гілці, Н (див. рис. 4); S1 та S4 – натяги у крайніх точках на порожній гілці, Н (див. рис. 4). Lк – довжина конвеєра, м (Lк = l1 + l2 + l3).
Хід натяжного пристрою:
т
порн
нп lLL
L +∆+∆
=∆2
, м, (30)
11
де тl – монтажний хід натяжного пристрою (довжина стикового з’єднання), зазвичай приймається в діапазоні 0,3…0,8 м.
3. Порядок виконання лабораторної роботи
3.1. Вивчити будову та принцип роботи стрічкового конвеєра,
використовуючи теоретичні відомості наведені у п. 2, конспект лекцій та літературу [1-3].
3.2. Виконати розрахунок стрічкового конвеєра (згідно індивідуального завдання, що наведено у ч. ІІ даних методичних вказівок) за наведеною у п. 2 методикою.
3.3. Дати відповіді на контрольні запитання.
4. Зміст звіту
4.1. Назва та мета роботи. 4.2. Короткий конспект основних відомостей про стрічкові конвеєри. 4.3. Розрахункова схема стрічкового конвеєра. 4.4. Розрахунок конвеєра згідно індивідуального завдання. 4.5. Діаграма натягу стрічки. 4.6. Висновки
5. Контрольні запитання
5.1. Яке призначення, основні конструктивні елементи та схема стрічкового конвеєра?
5.2. На чому базується принцип дії стрічкового конвеєра? 5.3. За яких умов можлива робота стрічкових конвеєрів? 5.4. Наведіть будову гумовотканинної стрічки. 5.5. Як визначається тягове зусилля на привідному барабані? 5.6. Перерахуйте типи завантажувальних пристроїв. 5.7. Які основні елементи розрахунку стрічкового конвеєра?
12
Розділ ІІ Завдання для самостійного вивчення та виконання індивідуальної роботи
Завдання для самостійного вивчення. Самостійно вивчити: 1. Основні складальні одиниці стрічкового конвеєра. Технічні можливості
стрічкових конвеєрів. Умови роботи стрічкових конвеєрів. 2. Будову гумовотканинної стрічки. Типи натяжних пристроїв. 3. Стрічкові конвеєри для насипних та штучних вантажів. 4. Типи завантажувальних пристроїв стрічкових конвеєрів. Типи опорних
пристроїв для стрічок. Натяжні пристрої. 5. Гальма та зупинники стрічкових конвеєрів. Завдання для індивідуальної роботи. Згідно з варіантом завдання
(табл. 2) виконати розрахунок стрічкового конвеєру за методикою, наведеною у ч. І даних методичних вказівок.
Таблиця 2.
Вихідні дані для розрахунку стрічкового конвеєра Показники
роликоопори 1. У чистому сухому приміщенні без пилу 0,018 0,02
2. В опалювальному приміщенні з нормаль-ною вологістю повітря при наявності невеликої кількості абразивного пилу
0,22 0,025
3. Пересування, переносні та інші конвеєри за нормальних умовах роботи
0,03 0,03
4. У неопалювальних приміщеннях з підви-щеною вологістю; на відкритому повітрі; за великої кількості абразивного пилу
0,033 0,035
15
Додаток 8. До визначення тягового зусилля на привідному барабані
Найменування типу приводу Кут охоплювання
барабану, α
Формула для визначення тягового
зусилля Однобарабанний 180º = 3,142 радіан
Однобарабанний з відхиляючим роликом
Однобарабанний з виносним розвантажувальним барабаном
240º = 4,189 радіан
Sзб(eƒα – 1),
де Sзб – зусилля в точці збігання; е – основа на-турального логарифму (е ≈ 2,72); f – коефіцієнт тертя стрічки по барабану (за сухих умов f = 0,1…0,4; за вологих умов f = = 0,07…0,15)
Двобарабанний з відхиляючим роликом
350º = 6,109 радіан
Двобарабанний з однобічним огинанням стрічки та виносним розвантажувальним барабаном
Двобарабанний з однобічним огинанням стрічки
420º = 7,33 радіан
Двобарабанний з виносним розвантажувальним барабаном
480º = 8,378 радіан
Sзб( )[ ]121 −+aafe ,
де α1 – кут обхвату пер-шого барабану, рад.; α2 – кут обхвату дру-гого барабану, рад
Двобарабанний з привідною стрічкою та виносним розвантажувальним барабаном
320º = 5,585 радіан Sзб
( )[ ]+−+ 121 aafe
+ Sзб ( )[ ] 121 1 faaaf ee −+
Двобарабанний з відхиляючим роликом
380º = 6,632 радіан
Двобарабанний з установкою барабанів у головній та хвостовій частині конвеєра
360º = 6,283 радіан Sзб
( )[ ]121 −+aafe
Трибарабанний з виносним розвантажувальним барабаном
520º = 9,076 радіан
Трибарабанний з установкою двох барабанів у головній частині конвеєра
Трибарабанний з установкою двох барабанів у головній частині конвеєра
540º = 9,425 радіан
Sзб ( )[ ]1321 −++ aaafe ,
де α3 – кут обхвату тре-тього барабану, рад
16
Додаток 9. Технічні характеристики електродвигунів серії 4А
Рекомендована література 1. Баришев О. І. Механізація вантажно-розвантажувальних, транспортних і складських робіт. Підручник / О. І. Баришев, О. В. Закалов, Ю. В. Жидков. – Донецьк : Норд-Пресс, 2007. – С. 29-99. 2. Барышев А. И. Механизация ПРТС работ. Курсовое и дипломное проектирование транспортирующих машин / А. И. Барышев, В. Г. Стеблянко, В. А. Хомичук. – Донецк : Дон ГУЭТ, 2003. –С. 44-124. 3. Расчеты и проектирование транспортных средств непрерывного действия / А. И. Барышев [и др.]. Под ред. В. А. Будишевского. – Донецк : Норд-Пресс, 2005. – С. 90-300.
22
Навчальне видання
МАШИНИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ НЕПЕРЕРВНОЇ ДІЇ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для виконання лабораторних робіт, самостійного вивчення
та виконання індивідуального завдання
з курсу «Механізація вантажно-розвантажувальних,
транспортних та складських робіт»
для студентів напряму підготовки 6.050502 «Інженерна механіка»
ЧАСТИНА 2.
СТРІЧКОВИЙ КОНВЕЄР
Укладачі:
МИХАЙЛОВ Валерій Михайлович ШЕВЧЕНКО Андрій Олександрович БАБКІНА Ірина Володимирівна
МИХАЙЛОВА Світлана Володимирівна
Підписано до друку 30.04.2014 р. Формат 60×84 1/16. Папір офсет. Друк офс. Умов. друк. арк. 1,4 . Тираж 50 прим. Замов. № 109
Видавець та виготівник Харківський державний університет харчування та торгівлі
61051, Харків-51, вул. Клочківська, 333. Свідоцтво суб’єкта видавничої справи